JP2010135589A - Method of manufacturing field-effect transistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電界効果トランジスタの製造方法に関し、より詳しくは、所謂トリプルウェル構造を有する中高耐圧の電界効果トランジスタを得るための電界効果トランジスタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a field effect transistor, and more particularly, to a method for manufacturing a field effect transistor for obtaining a medium and high breakdown voltage field effect transistor having a so-called triple well structure.
液晶表示装置を備えたテレビジョン受像機等に使用されるLCDドライバー等の高電圧集積回路では、数十ボルトの電圧を扱う高耐圧MOSFET回路と、数ボルトで動作する低電圧CMOS論理回路とが同一半導体基板に集積されている。このような集積回路では、用途によって、高耐圧Nチャネル型電界効果トランジスタ(以下、FETと略称する場合がある)をp型半導体基板から絶縁する必要がある。そして、そのために、高耐圧Nチャネル型FETを形成すべきP型ウェルを、p型半導体基板の表面から深いところに形成したN型ウェルの中に形成し、p型半導体基板と高耐圧Nチャネル型FETのP型ウェルとをpn接合で絶縁する。尚、このようなNチャネル型FETを、ここでは、『トリプルウェル・Nチャネル型FET』と呼ぶ場合がある。 In a high voltage integrated circuit such as an LCD driver used in a television receiver or the like equipped with a liquid crystal display device, there are a high voltage MOSFET circuit that handles a voltage of several tens of volts and a low voltage CMOS logic circuit that operates at several volts. Integrated on the same semiconductor substrate. In such an integrated circuit, it is necessary to insulate a high breakdown voltage N-channel field effect transistor (hereinafter sometimes abbreviated as FET) from a p-type semiconductor substrate depending on the application. For this purpose, a P-type well in which a high breakdown voltage N-channel FET is to be formed is formed in an N-type well formed deep from the surface of the p-type semiconductor substrate, and the p-type semiconductor substrate and the high breakdown voltage N-channel are formed. The P-type well of the type FET is insulated by a pn junction. Such an N-channel FET may be referred to herein as a “triple well N-channel FET”.
このような集積回路の断面構造の一例を図9の概念図に示す。基板210はp型半導体基板から成り、基板210の上に高抵抗のp型半導体層211が設けられている。そして、このp型半導体層211に、トリプルウェル・Nチャネル型FET201と高中耐圧あるいは低耐圧のNチャネル型FET203及びPチャネル型FET204が形成されている。尚、図9においては、素子分離領域の図示を省略している。
An example of the cross-sectional structure of such an integrated circuit is shown in the conceptual diagram of FIG. The
このような構造を有するNチャネル型FET及びPチャネル型FETの製造方法が、例えば、特開2004−193452に開示されている。以下、この特許公開公報に開示された製造方法の概要を説明する。 A manufacturing method of an N-channel FET and a P-channel FET having such a structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-193442. The outline of the manufacturing method disclosed in this patent publication will be described below.
[工程−10]
先ず、p型半導体基板210の深い位置にn型半導体層211をイオン注入法に基づき形成する。n型半導体層211は、p型半導体基板210の全面に形成するか、又は、所望の領域に形成する。尚、n型半導体層211の上に位置するp型半導体基板210の領域を、p型半導体層212と呼ぶ。
[Step-10]
First, an n-
[工程−20]
次いで、p型半導体層212の上に、p型半導体層213をエピタキシャル成長させる(図10の(A)参照)。
[Step-20]
Next, the p-
[工程−30]
その後、n型半導体層211の上方のp型半導体層212,213の所定の領域に、n型半導体層211に達するn型半導体領域214をイオン注入法に基づき形成する(図10の(B)参照)。
[Step-30]
Thereafter, an n-
[工程−40]
次いで、n型半導体領域214の一部にp型半導体領域215をイオン注入法に基づき形成する。これによって、n型半導体領域214から成る第1のN型ウェル216、p型半導体領域215から成る第1のP型ウェル217を得ることができる(図10の(C)参照)。
[Step-40]
Next, a p-
[工程−50]
その後、n型半導体領域214、第1のN型ウェル216及び第1のP型ウェル217を除くp型半導体層213に、低電圧Pチャネル型FETのための第2のN型ウェル218をイオン注入法に基づき形成する。これによって、p型半導体層213から成る第2のP型ウェル219、及び、第2のN型ウェル218を得ることができる(図10の(D)参照)。
[Step-50]
Thereafter, the second N-
[工程−60]
次に、各ウェル内216,217,218,219に、高電圧Pチャネル型FET202、高耐圧Nチャネル型FET201、低電圧Pチャネル型FET204、低電圧Nチャネル型FET203を形成する。
[Step-60]
Next, in each
ところで、この特許公開公報に開示された技術にあっては、以下に述べるような問題がある。 However, the technique disclosed in this patent publication has the following problems.
即ち、[工程−10]において、p型半導体基板210の深い位置にn型半導体層211をイオン注入法に基づき形成する前に、p型半導体基板210の表面にアラインメントマークを形成しておく。ところが、[工程−20]において、p型半導体基板210の上に厚いp型半導体層213をエピタキシャル成長させるので、p型半導体基板210の表面に設けられた係るアラインメントマークが寸法変化や変形を受けてしまう。それ故、p型半導体層213のエピタキシャル成長等に対応した特殊なアラインメントマークの形成が必要とされる。あるいは又、後の工程における位置合わせのための裕度が無くなり、各FETの最密配置が困難となる。
That is, in [Step-10], an alignment mark is formed on the surface of the p-
また、n型半導体層211を所望の領域に形成する場合、[工程−30]において、n型半導体領域214をイオン注入法に基づき形成するとき、n型半導体領域214がn型半導体層211からはみ出さないようにしなければならない。即ち、位置合わせずれを見込んだ分、n型半導体層211を大きく形成しなけばならない。従って、高耐圧Nチャネル型FET201の占有面積が位置合わせずれを見込んだ分だけ大きくなり、高電圧MOSFET回路で高い集積度が得られず、チップ面積が増大する。
When the n-
更には、p型半導体層213から成る第2のP型ウェル219は、n型半導体層211の上方に位置する。そのため、n型半導体層211を設けない場合よりも、P型ウェルのシート抵抗が上昇する。その結果、ウェル電位が持ち上がり易くなり、ラッチアップが生じ易くなる。また、n型半導体層211が存在するが故に、p型半導体基板210の裏面に第2のP型ウェル219のための接地電極を設けることができず、p型半導体基板210の表面側にワイヤボンドやバンプ配線を十分な数だけ確保する必要がある。その結果、コンタクトパッド数の増加によって、チップ面積が増加する虞がある。
Further, the second P-
従って、本発明の目的は、高い位置合わせ精度、高い集積度が得られ、しかも、半導体基板の裏面に接地電極を設けることができ、ラッチアップが生じ難い構造を有する電界効果トランジスタの製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a field effect transistor having a structure in which high alignment accuracy and high integration degree can be obtained, and a ground electrode can be provided on the back surface of a semiconductor substrate and latch-up is unlikely to occur. It is to provide.
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法は、
(A)p型半導体基板の表面に第1のn型半導体層を形成し、次いで、
(B)第1のn型半導体層上に、第1のp型半導体層をエピタキシャル成長法に基づき形成し、その後、
(C)N型ウェルを形成しない第1のn型半導体層の領域にp型不純物をイオン注入して、該領域を第2のp型半導体層とし、次いで、
(D)N型ウェルを形成すべき第1のn型半導体層の領域の外周部の上方に位置する第1のp型半導体層の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第1のn型半導体層及び該第1のn型半導体層の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層から成るN型ウェルを得た後、
(E)N型ウェルによって囲まれた第1のp型半導体層の領域から成るP型ウェルにNチャネル型電界効果トランジスタ(Nチャネル型FETと略称する)を形成する、
各工程から成る。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a field effect transistor according to the first aspect of the present invention includes:
(A) forming a first n-type semiconductor layer on the surface of a p-type semiconductor substrate;
(B) forming a first p-type semiconductor layer on the first n-type semiconductor layer based on an epitaxial growth method;
(C) P-type impurities are ion-implanted into a region of the first n-type semiconductor layer that does not form an N-type well, and this region is used as a second p-type semiconductor layer.
(D) An n-type impurity is ion-implanted into a portion of the first p-type semiconductor layer located above the outer periphery of the region of the first n-type semiconductor layer in which the N-type well is to be formed. After obtaining an N-type well composed of an n-type semiconductor layer and a second n-type semiconductor layer extending upward from the outer periphery of the first n-type semiconductor layer,
(E) forming an N-channel field effect transistor (abbreviated as N-channel FET) in a P-type well composed of a region of the first p-type semiconductor layer surrounded by the N-type well;
It consists of each process.
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法は、
(A)p型半導体基板の内部にn型不純物をイオン注入した後、p型半導体基板上にp型半導体層を形成し、以て、p型半導体基板、第1のn型半導体層、第1のp型半導体層の積層構造を得た後、
(B)N型ウェルを形成しない第1のn型半導体層の領域にp型不純物をイオン注入して、該領域を第2のp型半導体層とし、次いで、
(C)N型ウェルを形成すべき第1のn型半導体層の領域の外周部の上方に位置する第1のp型半導体層の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第1のn型半導体層及び該第1のn型半導体層の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層から成るN型ウェルを得た後、
(D)N型ウェルによって囲まれた第1のp型半導体層の領域から成るP型ウェルにNチャネル型FETを形成する、
各工程から成る。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a field effect transistor according to the second aspect of the present invention includes:
(A) After ion-implanting n-type impurities into the p-type semiconductor substrate, a p-type semiconductor layer is formed on the p-type semiconductor substrate, whereby the p-type semiconductor substrate, the first n-type semiconductor layer, the first After obtaining the laminated structure of 1 p-type semiconductor layer,
(B) P-type impurities are ion-implanted into a region of the first n-type semiconductor layer where the N-type well is not formed, and the region is used as a second p-type semiconductor layer.
(C) An n-type impurity is ion-implanted into a portion of the first p-type semiconductor layer located above the outer periphery of the region of the first n-type semiconductor layer in which the N-type well is to be formed. After obtaining an N-type well composed of an n-type semiconductor layer and a second n-type semiconductor layer extending upward from the outer periphery of the first n-type semiconductor layer,
(D) forming an N-channel FET in a P-type well composed of a region of the first p-type semiconductor layer surrounded by the N-type well;
It consists of each process.
本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、工程(B)において、第1のn型半導体層上に第1のp型半導体層をエピタキシャル成長法に基づき形成し、工程(C)において、N型ウェルを形成しない第1のn型半導体層の領域にp型不純物をイオン注入して、この領域を第2のp型半導体層とする。そして、工程(B)と工程(C)の間で、アラインメントマークを形成すればよい。また、本発明の第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、工程(A)において、p型半導体基板の内部にn型不純物をイオン注入した後、p型半導体基板上にp型半導体層を形成し、工程(B)において、N型ウェルを形成しない第1のn型半導体層の領域にp型不純物をイオン注入して、この領域を第2のp型半導体層とする。そして、工程(A)と工程(B)の間で、アラインメントマークを形成すればよい。 In the method of manufacturing a field effect transistor according to the first aspect of the present invention, in step (B), a first p-type semiconductor layer is formed on the first n-type semiconductor layer based on an epitaxial growth method, In step (C), p-type impurities are ion-implanted into a region of the first n-type semiconductor layer in which the N-type well is not formed, and this region is used as a second p-type semiconductor layer. And what is necessary is just to form an alignment mark between a process (B) and a process (C). In the field effect transistor manufacturing method according to the second aspect of the present invention, in step (A), an n-type impurity is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate, and then the p-type semiconductor substrate is formed. A p-type semiconductor layer is formed, and in step (B), p-type impurities are ion-implanted into a region of the first n-type semiconductor layer where an N-type well is not formed, and this region is used as a second p-type semiconductor layer. To do. And what is necessary is just to form an alignment mark between a process (A) and a process (B).
即ち、本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、第1のp型半導体層にアラインメントマークを形成し、係るアラインメントマークに基づき、その後の各種工程における位置合わせを行えばよい。従って、P型ウェルに形成されたNチャネル型FET(トリプルウェル・Nチャネル型FET)とその他のFETとの間の位置合わせのための裕度の最小化を図ることができる。それ故、各FETの最密配置が可能となり、高い集積度を得ることができる。また、アラインメントマークを、厚い第1のp型半導体層の形成後に設けるので、後の工程においてアラインメントマークの寸法変化や変形を受け難い。よって、半導体層のエピタキシャル成長等に対応した特殊なアラインメントマークの形成が不要である。 That is, in the method for manufacturing the field effect transistor according to the first aspect or the second aspect of the present invention, an alignment mark is formed on the first p-type semiconductor layer, and various subsequent processes are performed based on the alignment mark. Alignment in the process may be performed. Accordingly, it is possible to minimize the margin for alignment between the N-channel FET (triple well / N-channel FET) formed in the P-type well and the other FETs. Therefore, the close-packed arrangement of each FET is possible, and a high degree of integration can be obtained. Further, since the alignment mark is provided after the formation of the thick first p-type semiconductor layer, it is difficult to undergo a dimensional change or deformation of the alignment mark in a subsequent process. Therefore, it is not necessary to form a special alignment mark corresponding to the epitaxial growth of the semiconductor layer.
また、第1のp型半導体層は、第2のp型半導体層を介してp型半導体基板と繋がっている。それ故、この第1のp型半導体層の部分を第2のP型ウェルとして第2のNチャネル型FETを形成すれば、p型半導体基板の裏面に第2のP型ウェルのための接地電極を設けることができ、チップ面積が増加することもない。更には、第2のP型ウェルのシート抵抗が上昇せず、ラッチアップが生じ難い。 The first p-type semiconductor layer is connected to the p-type semiconductor substrate through the second p-type semiconductor layer. Therefore, if a second N-channel FET is formed by using the first p-type semiconductor layer as a second P-type well, the back surface of the p-type semiconductor substrate is grounded for the second P-type well. An electrode can be provided, and the chip area does not increase. Furthermore, the sheet resistance of the second P-type well does not increase and latch-up is unlikely to occur.
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本発明の電界効果トランジスタの製造方法、全般に関する説明
2.実施例1(本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法の具体的な説明)
3.実施例2(実施例1の電界効果トランジスタの製造方法の変形例)
4.実施例3(本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法の具体的な説明)
5.実施例4(実施例3の電界効果トランジスタの製造方法の変形例)
Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the examples, and various numerical values and materials in the examples are examples. The description will be given in the following order.
1. 1. General Description of Field Effect Transistor Manufacturing Method of the Present Invention Example 1 (Specific Description of Manufacturing Method of Field Effect Transistor according to First Aspect of Present Invention)
3. Example 2 (Modification of the Field Effect Transistor Manufacturing Method of Example 1)
4). Example 3 (Specific Description of Field Effect Transistor Manufacturing Method According to First Aspect of the Present Invention)
5). Example 4 (Modification of the Field Effect Transistor Manufacturing Method of Example 3)
[本発明の電界効果トランジスタの製造方法、全般に関する説明]
本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(D)において、また、本発明の第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(C)において、Pチャネル型電界効果トランジスタ(Pチャネル型FETと略称する)を形成すべき第1のp型半導体層の領域に、n型不純物をイオン注入してN型ウェルを形成し、
本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(D)と(E)との間で、若しくは、前記工程(E)の後、また、本発明の第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(C)と(D)との間で、若しくは、前記工程(D)の後、該N型ウェルにPチャネル型FETを形成する工程を含む形態とすることができる。
[Description of General Method for Manufacturing Field Effect Transistor of the Present Invention]
In the manufacturing method of the field effect transistor according to the first aspect of the present invention, in the step (D), and in the manufacturing method of the field effect transistor according to the second aspect of the present invention, In step (C), an n-type impurity is ion-implanted into a region of the first p-type semiconductor layer where a P-channel field effect transistor (abbreviated as P-channel FET) is to be formed to form an N-type well. ,
In the method of manufacturing a field effect transistor according to the first aspect of the present invention, between the steps (D) and (E) or after the step (E), the method of the present invention is also applied. In the method for producing a field effect transistor according to the second aspect, a P-channel FET is provided between the steps (C) and (D) or after the step (D). It can be set as the form including the process to form.
また、上記の好ましい形態を含む本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(D)と(E)との間で、若しくは、前記工程(E)の後、また、上記の好ましい形態を含む本発明の第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(C)と(D)との間で、若しくは、前記工程(D)の後、第2のp型半導体層の上方に位置する第1のp型半導体層の領域を第2のP型ウェルとして第2のNチャネル型FETを形成する工程を含む構成とすることができる。 Moreover, in the manufacturing method of the field effect transistor according to the first aspect of the present invention including the above preferable mode, between the steps (D) and (E), or in the step (E) Later, in the method of manufacturing a field effect transistor according to the second aspect of the present invention including the above-described preferable mode, between the steps (C) and (D) or the step (D ) And a step of forming a second N-channel FET using the region of the first p-type semiconductor layer located above the second p-type semiconductor layer as a second P-type well. Can do.
更には、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(D)と(E)との間で、また、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(C)と(D)との間で、全面に第3のp型半導体層を形成し、次いで、第2のn型半導体層の上方に位置する第3のp型半導体層の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第2のn型半導体層から上方に延びる第3のn型半導体層を得る工程を実行し(尚、この工程を2回以上繰り返して実行してもよい)、本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては前記工程(E)においては、また、本発明の第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては前記工程(D)においては、第1のn型半導体層並びに該第1のn型半導体層の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層及び第3のn型半導体層から成るN型ウェルによって囲まれた第1のp型半導体層及び第3のp型半導体層の領域にNチャネル型FET(トリプルウェル・Nチャネル型FET)を形成する構成とすることができる。 Furthermore, in the manufacturing method of the field effect transistor according to the first aspect of the present invention including the above-described preferable modes and configurations, the above-described preferable modes are provided between the steps (D) and (E). In the method of manufacturing the field effect transistor according to the second aspect of the present invention including the form and configuration, the third p-type semiconductor layer is formed on the entire surface between the steps (C) and (D). Then, an n-type impurity is ion-implanted into a portion of the third p-type semiconductor layer located above the second n-type semiconductor layer, so that a third extending upward from the second n-type semiconductor layer is formed. The step of obtaining the n-type semiconductor layer is executed (this step may be repeated twice or more), and the method of manufacturing the field effect transistor according to the first aspect of the present invention includes the step In (E), the field effect transistor according to the second aspect of the present invention In the manufacturing method, in the step (D), the first n-type semiconductor layer, the second n-type semiconductor layer extending upward from the outer periphery of the first n-type semiconductor layer, and the third n-type semiconductor layer. An N-channel FET (triple well / N-channel FET) is formed in the regions of the first p-type semiconductor layer and the third p-type semiconductor layer surrounded by the N-type well made of the semiconductor layer. it can.
尚、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法にあっては、前記工程(A)において、p型半導体基板の表面に第1のn型半導体層をエピタキシャル成長法(その場導入(in-situ doping)を行うエピタキシャル成長法)にて形成する形態とすることができる。 In the method of manufacturing a field effect transistor according to the first aspect of the present invention including the above-described preferred form and configuration, the first n-type semiconductor is formed on the surface of the p-type semiconductor substrate in the step (A). The layer can be formed by an epitaxial growth method (epitaxial growth method that performs in-situ doping).
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法において、各半導体層における型不純物の濃度は、例えば、二次イオン質量分析(SIMS分析)法によって測定することができる。ここで、第1のn型半導体層におけるn型不純物の濃度を「1.00」としたとき、第2のn型半導体層及び第3のn型半導体層におけるn型不純物の濃度として、それぞれ、1×10-3乃至5×102、及び、1×10-3乃至5×102を挙げることができる。また、第1のp型半導体層、第2のp型半導体層、及び、第3のp型半導体層におけるp型不純物の濃度として、それぞれ、1×10-4乃至1×10、1×10-4乃至1×10、及び、1×10-4乃至1×10を挙げることができる。尚、第2のp型半導体層は、第1のn型半導体層にp型不純物をイオン注入することで形成されるが故に、第2のp型半導体層に含まれるn型不純物の濃度は、基本的には「1.00」である。第1のn型半導体層にイオン注入すべきp型不純物として、ホウ素(B)、インジウム(In)を挙げることができる。 In the method for manufacturing the field effect transistor according to the first aspect or the second aspect of the present invention including the preferred embodiment and configuration described above, the concentration of the type impurity in each semiconductor layer is, for example, secondary ion mass spectrometry ( SIMS analysis). Here, when the concentration of the n-type impurity in the first n-type semiconductor layer is “1.00”, the concentration of the n-type impurity in the second n-type semiconductor layer and the third n-type semiconductor layer is as follows. Examples include 1 × 10 −3 to 5 × 10 2 and 1 × 10 −3 to 5 × 10 2 . Further, the concentration of the p-type impurity in the first p-type semiconductor layer, the second p-type semiconductor layer, and the third p-type semiconductor layer is 1 × 10 −4 to 1 × 10, 1 × 10 respectively. -4 to 1x10 and 1x10 -4 to 1x10. Since the second p-type semiconductor layer is formed by ion-implanting p-type impurities into the first n-type semiconductor layer, the concentration of the n-type impurities contained in the second p-type semiconductor layer is Basically, it is “1.00”. Examples of the p-type impurity to be ion-implanted into the first n-type semiconductor layer include boron (B) and indium (In).
実施例1は、本発明の第1の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法に関する。以下、図1の(A)〜(C)、図2の(A)〜(C)の半導体基板等の模式的な一部断面図を参照して、実施例1の電界効果トランジスタの製造方法を説明する。 Example 1 relates to a method of manufacturing a field effect transistor according to the first aspect of the present invention. 1A to 1C and FIG. 2A to FIG. 2C are schematic partial cross-sectional views of the semiconductor substrate and the like. Will be explained.
[工程−100]
先ず、面方位(100)の低抵抗p型シリコン半導体基板から成るp型半導体基板10の上に、適当な厚さの低濃度のp型不純物を含有するバッファー層11をエピタキシャル成長させる(図1の(A)参照)。尚、p型半導体基板10には、p型不純物として例えばホウ素が含まれており、電気抵抗率は例えば0.01Ω・cmである。
[Step-100]
First, a
[工程−110]
その後、p型半導体基板の表面に第1のn型半導体層21を形成し、次いで、第1のn型半導体層21の上に、第1のp型半導体層31をエピタキシャル成長法(その場導入(in-situ doping)を行うエピタキシャル成長法)に基づき形成する(図1の(B)参照)。その後、第1のp型半導体層31にアラインメントマーク(図示せず)を設ける。第1のn型半導体層21及び第1のp型半導体層31の不純物濃度を以下の表1に例示する。尚、第1のn型半導体層21の厚さは、p型半導体基板10との間、あるいは、後の工程で形成するP型ウェル62との間に所望の耐圧が得られるような厚さとすればよい。また、第1のp型半導体層31の厚さは、第1のn型半導体層21との間の耐圧や、後の工程で第1のp型半導体層31の中に形成するNチャネル型FET(トリプルウェル・Nチャネル型FET)と第1のp型半導体層31との間のパンチスルー耐圧等に基づき定めればよい。
[Step-110]
Thereafter, the first n-
[表1]
第1のn型半導体層21:不純物:リン
濃度 :1×1015〜1×1019/cm3
厚さ :0.5μm〜2μm
第1のp型半導体層31:不純物:ホウ素
濃度 :1×1015〜5×1016/cm3
厚さ :4μm
[Table 1]
First n-type semiconductor layer 21: impurity: phosphorus
Concentration: 1 × 10 15 to 1 × 10 19 / cm 3
Thickness: 0.5 μm to 2 μm
First p-type semiconductor layer 31: Impurity: Boron
Concentration: 1 × 10 15 ~5 × 10 16 / cm 3
Thickness: 4μm
[工程−120]
次いで、N型ウェル61を形成しない第1のn型半導体層21の領域にp型不純物をイオン注入して、N型ウェル61を形成しない第1のn型半導体層21のこの領域を第2のp型半導体層32とする(図1の(C)参照)。具体的には、第1のp型半導体層31に設けられたアラインメントマークを基準として、第1のp型半導体層31上にリソグラフィー技術に基づきレジスト層41を設けて、N型ウェル61を形成すべき第1のn型半導体層の領域をレジスト層41で被覆する。その後、レジスト層41をマスクとして、露出した第1のp型半導体層31を介して、レジスト層41の下方には位置していない第1のn型半導体層21の部分にp型不純物をイオン注入する。そして、イオン注入後、レジスト層41を除去する。p型不純物の濃度は、第1のn型半導体層21におけるn型不純物が補償されるように選べばよい。また、注入エネルギーは、注入したp型不純物濃度のピークが、第1のn型半導体層21の中あるいはその近傍に位置するように定めればよい。イオン注入の条件を以下の表2に例示する。第1のp型半導体層31に設けられたアラインメントマークを基準として、第1のp型半導体層31の下に位置する第1のn型半導体層21に高い位置合わせ精度にて第2のp型半導体層32を設けることができる。また、原子量の小さい、所謂軽いホウ素をイオン注入するので、たとえ第1のp型半導体層31が厚くとも、第1のn型半導体層21に確実にイオン注入を行うことができる。
[Step-120]
Next, a p-type impurity is ion-implanted into a region of the first n-
[表2]
第2のp型半導体層32の形成
不純物 :ホウ素
ドーズ量 :1×1012〜1×1015/cm2
注入エネルギー:2MeV
[Table 2]
Formation of second p-
Injection energy: 2 MeV
[工程−130]
次いで、N型ウェル61を形成すべき第1のn型半導体層21の領域の外周部の上方に位置する第1のp型半導体層31の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第1のn型半導体層21及びこの第1のn型半導体層21の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層22から成るN型ウェル61を得る(図2の(A)参照)。併せて、Pチャネル型FETを形成すべき第1のp型半導体層31の領域に、n型不純物をイオン注入してN型ウェル63を形成する。尚、第2のn型半導体層22は、N型ウェル61の電極取り出し部としても機能する。具体的には、第1のp型半導体層31に設けられたアラインメントマークを基準として、第1のp型半導体層31上にリソグラフィー技術に基づきレジスト層42を設けて、第2のn型半導体層22及びN型ウェル63を形成すべき第1のp型半導体層31の領域を露出させる。その後、レジスト層42をマスクとして、露出した第1のp型半導体層31の部分にn型不純物をイオン注入する。そして、イオン注入後、レジスト層42を除去する。イオン注入の条件を以下の表3に例示する。ドーズ量及び注入エネルギーは、高電圧Pチャネル型FETの電気的特性から定めればよい。
[Step-130]
Next, an n-type impurity is ion-implanted into a portion of the first p-
[表3]
第2のn型半導体層22、N型ウェル63の形成
不純物 :リン
ドーズ量 :1×1012〜1×1013/cm2
注入エネルギー:2×102〜2×103KeV
。
[Table 3]
Formation of second n-
Injection energy: 2 × 10 2 to 2 × 10 3 KeV
.
[工程−140]
その後、活性化アニールを行い、[工程−120]及び[工程−130]で導入したp型不純物を活性化させる。その後、周知の方法で、LOCOS構造を有する素子分離領域51を形成する。そして、素子分離領域51で囲まれた活性領域の表面に形成された酸化膜を除去した後、p型半導体基板10を熱酸化し、犠牲酸化膜(図示せず)を形成する。こうして、図2の(B)に示す構造を得ることができる。
[Step-140]
Thereafter, activation annealing is performed to activate the p-type impurity introduced in [Step-120] and [Step-130]. Thereafter, an
[工程−150]
その後、N型ウェル61によって囲まれた第1のp型半導体層31の領域から成るP型ウェル62にNチャネル型FET(以下、トリプルウェル・Nチャネル型FETと呼ぶ場合がある)を形成する。また、第2のp型半導体層32の上方に位置する第1のp型半導体層31の領域を第2のP型ウェル64として、この第2のP型ウェル64に第2のNチャネル型FETを形成する。更には、N型ウェル63にPチャネル型FETを形成する。
[Step-150]
Thereafter, an N-channel FET (hereinafter sometimes referred to as a triple well / N-channel FET) is formed in the P-type well 62 formed of the region of the first p-
具体的には、犠牲酸化膜を除去した後、第1のp型半導体層31から成るP型ウェル62、N型ウェル63、第1のp型半導体層31から成るP型ウェル64の表面に、周知の方法でゲート絶縁層71A,71B,71Cを形成する。その後、周知の方法で、ゲート電極72A,72B,72Cを形成し、図示しないLDD構造を形成する。次いで、P型ウェル62、N型ウェル63、P型ウェル64のそれぞれに、ソース/ドレイン領域73A,73B,73Cを形成する。こうして,図2の(C)に示すように、第1のp型半導体層31から構成されたP型ウェル62にトリプルウェル・Nチャネル型FETを得ることができる。併せて、第1のp型半導体層31から構成されたP型ウェル64に第2のNチャネル型FETを得ることができ、N型ウェル63にPチャネル型FETを得ることができる。
Specifically, after removing the sacrificial oxide film, the surface of the P-type well 62 composed of the first p-
実施例1の電界効果トランジスタの製造方法においては、第1のp型半導体層31の表面にリソグラフィーのためのアラインメントマークを形成する。そして、[工程−120]における第2のp型半導体層32の形成、[工程−130]における第2のn型半導体層22の形成、N型ウェル63の形成、[工程−140]における素子分離領域51の形成において、このアラインメントマークを使用する。これにより、これらの領域の位置合わせを高精度に行うことができる。従って、トリプルウェル・Nチャネル型FETとその他のFETとの間の位置合わせのための裕度が最小で済む。それ故、各FETの最密配置が可能となり、高い集積度を得ることができる。また、アラインメントマークは、厚い第1のp型半導体層31に設けるので、後の工程においてアラインメントマークの寸法変化や変形を受け難い。よって、半導体層のエピタキシャル成長等に対応した特殊なアラインメントマークの形成が不要であるし、リソグラフィー位置決め精度の劣化が生じない。
In the method of manufacturing the field effect transistor according to the first embodiment, an alignment mark for lithography is formed on the surface of the first p-
また、トリプルウェルFETではない高耐圧Nチャネル型FETや低電圧Nチャネル型FETのP型ウェル64は、第1のn型半導体層21を介さずに、第2のp型半導体層32を介して低抵抗のp型シリコン半導体基板から成るp型半導体基板10に繋がっている。従って、p型半導体基板10の裏面に接地電極を設けることができるだけでなく、ラッチアップの原因となるウェル抵抗が低減され、ラッチアップが生じ難い。そして、[工程−120]において第1のn型半導体層21を補償するためのp型不純物を高濃度にイオン注入することにより、P型ウェル64の抵抗を更に低減することができ、ラッチアップを一層生じ難くすることができる。
Further, the P-type well 64 of the high breakdown voltage N-channel FET or the low-voltage N-channel FET that is not a triple well FET does not go through the first n-
しかも、N型ウェル61を形成しない第1のn型半導体層21の領域にだけ、プロジェクションレンジがリンよりも大きく、同じ加速電圧でリンよりも深く打ち込むことができるホウ素といったp型不純物をイオン注入し、キャリア補償によって第2のp型半導体層32とする。これによって、ドライブイン拡散に頼ることなく、従来のイオン注入装置を用いて、従来の技術よりも深い位置に位置する第1のn型半導体層21から、必要な領域だけに選択的に第2のp型半導体層32を形成することが可能となる。
Moreover, only the region of the first n-
また、P型ウェル64を深く形成することが可能となり、P型ウェル64の低いシート抵抗が得られる。これにより、ラッチアップの発生が一層効果的に抑制される。更には、低抵抗p型半導体基板を用いることにより、低抵抗のp型半導体基板がP型ウェル64と並行する電流経路となり、P型ウェル64の一層低いシート抵抗が得られる。これにより、ラッチアップの発生がより一層抑制される。
In addition, the P-type well 64 can be formed deeply, and a low sheet resistance of the P-type well 64 can be obtained. Thereby, the occurrence of latch-up is more effectively suppressed. Furthermore, by using a low-resistance p-type semiconductor substrate, the low-resistance p-type semiconductor substrate becomes a current path parallel to the P-
更には、[工程−110]までと、[工程−120]以降を別の製造ライン、別の製造工場で実行することができ、FETの製造コストの低減を図ることができる。 Furthermore, [Step-110] and [Step-120] and subsequent steps can be executed in another production line and another production factory, and the production cost of the FET can be reduced.
そして、実施例1の電界効果トランジスタの製造方法にあっては、深い位置に第1のn型半導体層21が位置し、しかも、よりn型不純物濃度が高く、あるいは又、厚い第1のn型半導体層21を得ることができる。その結果、例えば、32ボルトの耐圧を有するトリプルウェル・Nチャネル型FETを製造することができる。
In the method of manufacturing the field effect transistor according to the first embodiment, the first n-
以上に説明した内容は、以下に説明する実施例2〜実施例4においても、基本的には同様である。 The contents described above are basically the same in the second to fourth embodiments described below.
また、第1のn型半導体層21をその場導入を行うエピタキシャル成長法に基づき形成するので、第1のn型半導体層21の濃度及び分布形状を、不純物の原料ガス流量によって自由に、且つ、独立して制御することができる。その結果、イオン注入では得られ難い高濃度で薄い第1のn型半導体層21を形成することができ、最適な不純物分布を有する第1のn型半導体層21を低い製造コストで得ることができる。
In addition, since the first n-
実施例2は、実施例1の変形である。以下、図3の(A)、(B)及び図4の(A)及び(B)の半導体基板等の模式的な一部断面図を参照して、実施例2の電界効果トランジスタの製造方法を説明する。 The second embodiment is a modification of the first embodiment. Hereinafter, with reference to schematic partial sectional views of the semiconductor substrate and the like in FIGS. 3A and 3B and FIGS. 4A and 4B, a method for manufacturing the field effect transistor of Example 2 will be described below. Will be explained.
[工程−200]
先ず、実施例1の[工程−100]〜[工程−120]と同様の工程を実行する。
[Step-200]
First, the same steps as [Step-100] to [Step-120] of Example 1 are performed.
[工程−210]
その後、実施例1の[工程−130]と同様の工程を実行し、N型ウェル61を形成すべき第1のn型半導体層21の領域の外周部の上方に位置する第1のp型半導体層31の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第1のn型半導体層21及びこの第1のn型半導体層21の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層22から成るN型ウェル61を得る。併せて、Pチャネル型FETを形成すべき第1のp型半導体層31の領域に、n型不純物をイオン注入してN型ウェル63を形成する。こうして、図3の(A)に示す構造を得ることができる。
[Step-210]
Thereafter, the same step as [Step-130] of the first embodiment is performed, and the first p-type located above the outer peripheral portion of the region of the first n-
[工程−220]
次に、全面に第3のp型半導体層33を形成し、次いで、第2のn型半導体層22の上方に位置する第3のp型半導体層33の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第2のn型半導体層22から上方に延びる第3のn型半導体層23を得る。具体的には、実施例1の[工程−110]と同様にして、全面に第3のp型半導体層33をエピタキシャル成長法に基づき形成する(図3の(B)参照)。次いで、第1のp型半導体層31に設けられたアラインメントマークを基準として、第3のp型半導体層33上にリソグラフィー技術に基づきレジスト層(図示せず)を設けて、第3のn型半導体層23及びN型ウェル63を形成すべき第3のp型半導体層33の領域を露出させる。そして、レジスト層をマスクとして、実施例1の[工程−130]と同様にして、露出した第3のp型半導体層33の部分にn型不純物をイオン注入することで、第3のn型半導体層23及び第4のn型半導体層24を得た後、レジスト層を除去する(図4の(A)参照)。尚、この工程を2回以上、繰り返して実行してもよい。そして、活性化アニールを行った後、LOCOS構造を有する素子分離領域51を形成する。その後、素子分離領域51で囲まれた活性領域の表面に形成された酸化膜を除去し、p型半導体基板を熱酸化し、犠牲酸化膜(図示せず)を形成する。こうして、図4の(B)に示す構造を得ることができる。第3のp型半導体層33の厚さを薄くすれば、第1のp型半導体層31に設けられたアラインメントマークの変形は軽微であり、問題は生じない。
[Step-220]
Next, a third p-
[工程−230]
その後、周知の方法で、実施例1の[工程−150]と同様にして、第1のn型半導体層21並びにこの第1のn型半導体層21の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層22及び第3のn型半導体層23から成るN型ウェル61によって囲まれた第1のp型半導体層31及び第3のp型半導体層33の領域にトリプルウェル・Nチャネル型FETを形成する。また、第2のp型半導体層32の上方に位置する第1のp型半導体層31及び第3のp型半導体層33の領域を第2のP型ウェル64として第2のNチャネル型FETを形成する。更には、第4のn型半導体層24を含むN型ウェル63にPチャネル型FETを形成する。
[Step-230]
Thereafter, in the same manner as in [Step-150] of the first embodiment, the first n-
実施例3は、本発明の第2の態様に係る電界効果トランジスタの製造方法に関する。以下、図5の(A)〜(C)、図6の(A)〜(C)の半導体基板等の模式的な一部断面図を参照して、実施例3の電界効果トランジスタの製造方法を説明する。 Example 3 relates to a method of manufacturing a field effect transistor according to the second aspect of the present invention. Hereinafter, with reference to schematic partial sectional views of the semiconductor substrate and the like of FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C, a method for manufacturing the field effect transistor of Example 3 will be described below. Will be explained.
[工程−300]
先ず、面方位(100)の低抵抗p型シリコン半導体基板(電気抵抗率は例えば0.01Ω・cm)から成るp型半導体基板10の内部にn型不純物をイオン注入した後、p型半導体基板上にp型半導体層(電気抵抗率:10Ω・cm)を形成する。こうして、p型半導体基板10、第1のn型半導体層121、第1のp型半導体層の積層構造を得ることができる。その後、第1のp型半導体層131にアラインメントマーク(図示せず)を設ける。尚、p型半導体基板10の内部にn型不純物をイオン注入した状態のp型半導体基板等の模式的な一部断面図を図5の(A)に示す。ここで、第1のn型半導体層121の上のp型半導体基板の部分をp型半導体層10Aで示す。また、p型半導体基板上にp型半導体層を形成した後のp型半導体基板等の模式的な一部断面図を図5の(B)に示す。ここで、p型半導体層10Aと、実施例1の[工程−110]と同様にしてp型半導体基板上にエピタキシャル成長法にて形成されたp型半導体層を纏めて第1のp型半導体層131として表す。イオン注入の条件を、以下の表4に例示する。
[Step-300]
First, an n-type impurity is ion-implanted into a p-
[表4]
第1のn型半導体層121の形成
不純物 :リン
ドーズ量 :1×1011〜1×1013/cm2
注入エネルギー:2MeV
[Table 4]
Formation of first n-
Injection energy: 2 MeV
尚、代替的に、p型半導体基板10の上にp型半導体層(電気抵抗率:10Ω・cm)をエピタキシャル成長法にて形成した後、このp型半導体層の内部にn型不純物をイオン注入して第1のn型半導体層を形成し、更に、このp型半導体層の上に、p型半導体層(電気抵抗率:10Ω・cm)をエピタキシャル成長法にて形成してもよい。このような方法によれば、p型半導体基板10、p型半導体層、第1のn型半導体層、p型半導体層、p型半導体層の積層構造が得られる。尚、第1のn型半導体層の上の2層のp型半導体層を第1のp型半導体層とみなせばよい。
Alternatively, after a p-type semiconductor layer (electric resistivity: 10 Ω · cm) is formed on the p-
[工程−310]
その後、実施例1の[工程−120]と同様にして、N型ウェル61を形成しない第1のn型半導体層121の領域にp型不純物をイオン注入して、N型ウェル61を形成しない第1のn型半導体層121のこの領域を第2のp型半導体層132とする(図5の(C)参照)。
[Step-310]
Thereafter, in the same manner as in [Step-120] in Example 1, p-type impurities are ion-implanted into the region of the first n-
[工程−320]
次いて、実施例1の[工程−130]と同様にして、N型ウェル61を形成すべき第1のn型半導体層121の領域の外周部の上方に位置する第1のp型半導体層131の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第1のn型半導体層121及びこの第1のn型半導体層121の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層122から成るN型ウェル61を得る(図6の(A)参照)。併せて、Pチャネル型FETを形成すべき第1のp型半導体層131の領域に、n型不純物をイオン注入してN型ウェル63を形成する。尚、第2のn型半導体層122は、N型ウェル61の電極取り出し部としても機能する。
[Step-320]
Next, in the same manner as in [Step-130] in Example 1, the first p-type semiconductor layer located above the outer periphery of the region of the first n-
[工程−330]
その後、活性化アニールを行い、[工程−310]及び[工程−320]で導入したp型不純物を活性化させる。その後、周知の方法で、LOCOS構造を有する素子分離領域51を形成する。そして、素子分離領域51で囲まれた活性領域の表面に形成された酸化膜を除去した後、p型半導体基板を熱酸化し、犠牲酸化膜(図示せず)を形成する。こうして、図6の(B)に示す構造を得ることができる。
[Step-330]
Thereafter, activation annealing is performed to activate the p-type impurity introduced in [Step-310] and [Step-320]. Thereafter, an
[工程−340]
その後、実施例1の[工程−150]と同様にして、N型ウェル61によって囲まれた第1のp型半導体層131の領域から成るP型ウェル62にトリプルウェル・Nチャネル型FETを形成する。また、第2のp型半導体層132の上方に位置する第1のp型半導体層131の領域を第2のP型ウェル64として、この第2のP型ウェル64に第2のNチャネル型FETを形成する。更には、N型ウェル63にPチャネル型FETを形成する。こうして、図6の(C)に示す構造を得ることができる。
[Step-340]
Thereafter, in the same manner as in [Step-150] in the first embodiment, a triple well / N-channel FET is formed in the P-type well 62 including the region of the first p-
実施例3にあっては、[工程−300]において、p型半導体基板10の表面から浅い領域に第1のn型半導体層121を形成すればよいので、第1のn型半導体層121の濃度と分布形状を、比較的高い自由度にて制御することができる。その結果、最適な不純物分布を有する第1のn型半導体層121を得ることができる。また、第1のn型半導体層121を、一旦、p型半導体基板10の内部に形成し、その後、エピタキシャル成長法にて形成されたp型半導体層を形成する。ここで、エピタキシャル成長前に、アラインメントマークを形成しておく必要がない。従って、エピタキシャル成長によってアラインメントマークが変形することが無く、後続工程でのアラインメント精度の劣化を回避できるので、集積度を高めることができる。あるいは、アラインメントマークの変形・消失対策(アラインメントマークを非常に深く、巨大な寸法で形成したり、エピタキシャル成長後にアラインメントマークを形成し直す等)を省くことができるので、製造コストを下げることができる。尚、p型半導体基板10の表面から比較的深い領域に第1のn型半導体層121を形成してもよい。これによって、同じ厚さの第1のp型半導体層131を、厚さがより薄いp型半導体層のエピタキシャル成長法にて得ることができるので、エピタキシャル成長の所要時間を短縮でき、製造コストを下げることができる。また、エピタキシャル成長前にアラインメントマークを形成する場合、厚さがより薄いp型半導体層をエピタキシャル成長法にて形成すればよいので、アラインメントマークの変形を軽減することができる。その結果、エピタキシャル成長でアラインメントマークが変形することによる後続工程でのアラインメント精度の劣化を軽減でき、集積度の劣化を軽減することができる。あるいは、アラインメントマークの変形・消失対策を省くことができるので、製造コストを下げることができる。
In Example 3, the first n-
更には、実施例3にあっても、[工程−300]と、[工程−310]以降を別の製造ライン、別の製造工場で実行することができ、FETの製造コストの低減を図ることができる。 Furthermore, even in the third embodiment, [Step-300] and [Step-310] can be executed in different manufacturing lines and different manufacturing plants, thereby reducing the manufacturing cost of the FET. Can do.
実施例4は、実施例3の変形である。以下、図7の(A)、(B)及び図8の(A)、(B)の半導体基板等の模式的な一部断面図を参照して、実施例4の電界効果トランジスタの製造方法を説明する。 The fourth embodiment is a modification of the third embodiment. Hereinafter, with reference to schematic partial cross-sectional views of the semiconductor substrate and the like of FIGS. 7A and 7B and FIGS. 8A and 8B, a method of manufacturing a field effect transistor of Example 4 will be described below. Will be explained.
[工程−400]
先ず、実施例3の[工程−300]〜[工程−310]と同様の工程を実行する。
[Step-400]
First, the same steps as [Step-300] to [Step-310] of Example 3 are performed.
[工程−410]
その後、実施例3の[工程−320]と同様の工程を実行し、N型ウェル61を形成すべき第1のn型半導体層121の領域の外周部の上方に位置する第1のp型半導体層131の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第1のn型半導体層121及びこの第1のn型半導体層121の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層122から成るN型ウェル61を得る。併せて、Pチャネル型FETを形成すべき第1のp型半導体層131の領域に、n型不純物をイオン注入してN型ウェル63を形成する。こうして、図7の(A)に示す構造を得ることができる。
[Step-410]
Thereafter, the same step as [Step-320] in Example 3 is performed, and the first p-type located above the outer periphery of the region of the first n-
[工程−420]
次に、実施例2の[工程−220]と同様にして、全面に第3のp型半導体層133を形成し、次いで、第2のn型半導体層122の上方に位置する第3のp型半導体層133の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第2のn型半導体層122から上方に延びる第3のn型半導体層123を得る。具体的には、実施例1の[工程−110]と同様にして、全面に第3のp型半導体層133をエピタキシャル成長法に基づき形成する(図7の(B)参照)。次いで、第1のp型半導体層131に設けられたアラインメントマークを基準として、第3のp型半導体層133上にリソグラフィー技術に基づきレジスト層(図示せず)を設けて、第3のn型半導体層123及びN型ウェル63を形成すべき第3のp型半導体層133の領域を露出させる。そして、レジスト層をマスクとして、実施例1の[工程−140]と同様にして、露出した第3のp型半導体層133の部分にn型不純物をイオン注入することで、第3のn型半導体層123及び第4のn型半導体層124を得た後、レジスト層を除去する(図8の(A)参照)。尚、この工程を2回以上、繰り返して実行してもよい。そして、活性化アニールを行った後、LOCOS構造を有する素子分離領域51を形成する。その後、素子分離領域51で囲まれた活性領域の表面に形成された酸化膜を除去し、p型半導体基板を熱酸化し、犠牲酸化膜(図示せず)を形成する。こうして、図8の(B)に示す構造を得ることができる。第3のp型半導体層133の厚さを薄くすれば、第1のp型半導体層131に設けられたアラインメントマークの変形は軽微であり、問題は生じない。
[Step-420]
Next, in the same manner as in [Step-220] in Example 2, a third p-
[工程−430]
その後、周知の方法で、実施例2の[工程−230]と同様にして、第1のn型半導体層121並びにこの第1のn型半導体層121の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層122及び第3のn型半導体層123から成るN型ウェル61によって囲まれた第1のp型半導体層131及び第3のp型半導体層133の領域にトリプルウェル・Nチャネル型FETを形成する。また、第2のp型半導体層132の上方に位置する第1のp型半導体層131及び第3のp型半導体層133の領域を第2のP型ウェル64として第2のNチャネル型FETを形成する。更には、第4のn型半導体層124を含むN型ウェル63にPチャネル型FETを形成する。
[Step-430]
Thereafter, in the same manner as in [Step-230] of the second embodiment, the first n-
以上、好ましい実施例に基づき本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した電界効果トランジスタの製造方法における各種製造条件、使用した材料等は例示であり、適宜、変更することができる。また、電界効果トランジスタの構成、構造も例示であり、適宜、変更することができる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these Examples. Various manufacturing conditions, materials used, and the like in the method for manufacturing a field effect transistor described in the examples are examples, and can be appropriately changed. The configuration and structure of the field effect transistor are also examples, and can be changed as appropriate.
10・・・半導体基板、11・・・バッファー層、21,121・・・第1のn型半導体層、22,122・・・第2のn型半導体層、23,123・・・第3のn型半導体層、24,124・・・第4のn型半導体層、31,131・・・第1のp型半導体層、32,132・・・第2のp型半導体層、33,133・・・第3のp型半導体層、41・・・レジスト層、42・・・レジスト層、51・・・素子分離領域、61,63・・・N型ウェル、62,64・・・P型ウェル、71A,71B,71C・・・ゲート絶縁層、72A,72B,72C・・・ゲート電極、73A,73B,73C・・・ソース/ドレイン領域
DESCRIPTION OF
Claims (9)
(B)第1のn型半導体層上に、第1のp型半導体層をエピタキシャル成長法に基づき形成し、その後、
(C)N型ウェルを形成しない第1のn型半導体層の領域にp型不純物をイオン注入して、該領域を第2のp型半導体層とし、次いで、
(D)N型ウェルを形成すべき第1のn型半導体層の領域の外周部の上方に位置する第1のp型半導体層の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第1のn型半導体層及び該第1のn型半導体層の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層から成るN型ウェルを得た後、
(E)N型ウェルによって囲まれた第1のp型半導体層の領域から成るP型ウェルにNチャネル型電界効果トランジスタを形成する、
各工程から成る電界効果トランジスタの製造方法。 (A) forming a first n-type semiconductor layer on the surface of a p-type semiconductor substrate;
(B) forming a first p-type semiconductor layer on the first n-type semiconductor layer based on an epitaxial growth method;
(C) P-type impurities are ion-implanted into a region of the first n-type semiconductor layer that does not form an N-type well, and this region is used as a second p-type semiconductor layer.
(D) An n-type impurity is ion-implanted into a portion of the first p-type semiconductor layer located above the outer periphery of the region of the first n-type semiconductor layer in which the N-type well is to be formed. After obtaining an N-type well composed of an n-type semiconductor layer and a second n-type semiconductor layer extending upward from the outer periphery of the first n-type semiconductor layer,
(E) forming an N-channel field effect transistor in a P-type well composed of a region of the first p-type semiconductor layer surrounded by the N-type well;
A manufacturing method of a field effect transistor comprising each step.
前記工程(D)と(E)との間で、若しくは、前記工程(E)の後、該N型ウェルにPチャネル型電界効果トランジスタを形成する工程を含む請求項1に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 In the step (D), an n-type impurity is ion-implanted into a region of the first p-type semiconductor layer where a P-channel field effect transistor is to be formed, thereby forming an N-type well.
The field effect transistor according to claim 1, further comprising a step of forming a P-channel field effect transistor in the N-type well between the steps (D) and (E) or after the step (E). Manufacturing method.
前記工程(E)においては、第1のn型半導体層並びに該第1のn型半導体層の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層及び第3のn型半導体層から成るN型ウェルによって囲まれた第1のp型半導体層及び第3のp型半導体層の領域にNチャネル型電界効果トランジスタを形成する請求項1に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 Between the steps (D) and (E), a third p-type semiconductor layer is formed on the entire surface, and then a portion of the third p-type semiconductor layer located above the second n-type semiconductor layer An n-type impurity is ion-implanted into the first n-type semiconductor layer, thereby performing a step of obtaining a third n-type semiconductor layer extending upward from the second n-type semiconductor layer;
In the step (E), the first n-type semiconductor layer and the N-type composed of the second n-type semiconductor layer and the third n-type semiconductor layer extending upward from the outer peripheral portion of the first n-type semiconductor layer. 2. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 1, wherein an N-channel field effect transistor is formed in a region of the first p-type semiconductor layer and the third p-type semiconductor layer surrounded by the well.
(B)N型ウェルを形成しない第1のn型半導体層の領域にp型不純物をイオン注入して、該領域を第2のp型半導体層とし、次いで、
(C)N型ウェルを形成すべき第1のn型半導体層の領域の外周部の上方に位置する第1のp型半導体層の部分にn型不純物をイオン注入し、以て、第1のn型半導体層及び該第1のn型半導体層の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層から成るN型ウェルを得た後、
(D)N型ウェルによって囲まれた第1のp型半導体層の領域から成るP型ウェルにNチャネル型電界効果トランジスタを形成する、
各工程から成る電界効果トランジスタの製造方法。 (A) After ion-implanting n-type impurities into the p-type semiconductor substrate, a p-type semiconductor layer is formed on the p-type semiconductor substrate, whereby the p-type semiconductor substrate, the first n-type semiconductor layer, the first After obtaining the laminated structure of 1 p-type semiconductor layer,
(B) P-type impurities are ion-implanted into a region of the first n-type semiconductor layer where the N-type well is not formed, and the region is used as a second p-type semiconductor layer.
(C) An n-type impurity is ion-implanted into a portion of the first p-type semiconductor layer located above the outer periphery of the region of the first n-type semiconductor layer in which the N-type well is to be formed. After obtaining an N-type well composed of an n-type semiconductor layer and a second n-type semiconductor layer extending upward from the outer periphery of the first n-type semiconductor layer,
(D) forming an N-channel field effect transistor in a P-type well composed of a region of the first p-type semiconductor layer surrounded by the N-type well;
A manufacturing method of a field effect transistor comprising each step.
前記工程(C)と(D)との間で、若しくは、前記工程(D)の後、該N型ウェルにPチャネル型電界効果トランジスタを形成する工程を含む請求項6に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 In the step (C), an n-type impurity is ion-implanted into a region of the first p-type semiconductor layer where a P-channel field effect transistor is to be formed, thereby forming an N-type well.
The field effect transistor according to claim 6, further comprising a step of forming a P-channel field effect transistor in the N-type well between the steps (C) and (D) or after the step (D). Manufacturing method.
前記工程(D)においては、第1のn型半導体層並びに該第1のn型半導体層の外周部から上方に延びる第2のn型半導体層及び第3のn型半導体層から成るN型ウェルによって囲まれた第1のp型半導体層及び第3のp型半導体層の領域にNチャネル型電界効果トランジスタを形成する請求項6に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 Between the steps (C) and (D), a third p-type semiconductor layer is formed on the entire surface, and then a portion of the third p-type semiconductor layer located above the second n-type semiconductor layer An n-type impurity is ion-implanted into the first n-type semiconductor layer, thereby performing a step of obtaining a third n-type semiconductor layer extending upward from the second n-type semiconductor layer;
In the step (D), the first n-type semiconductor layer and the N-type composed of the second n-type semiconductor layer and the third n-type semiconductor layer extending upward from the outer periphery of the first n-type semiconductor layer. 7. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 6, wherein an N channel field effect transistor is formed in a region of the first p-type semiconductor layer and the third p-type semiconductor layer surrounded by the well.
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EP2394715A2 (en) | 2010-06-14 | 2011-12-14 | Nintendo Co., Ltd. | Image display progam, system, and method |
JP2015008208A (en) * | 2013-06-25 | 2015-01-15 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Method of manufacturing semiconductor device |
JP2015090958A (en) * | 2013-11-07 | 2015-05-11 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device |
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- 2008-12-05 JP JP2008310707A patent/JP2010135589A/en active Pending
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